CN109932062A - 扫描式光纤红外测温仪和测温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扫描式光纤红外测温仪以及利用该测温仪所构建的测温系统，其中扫描式光纤红外测温仪包括检测仪表、扫描平台、多路光纤镜头；其中扫描平台包括光纤接入支架和光电转换器件移动装置；光电转换器件移动装置安装于光纤接入支架的上方；光纤接入支架上设置有多个光纤接入口，每路光纤镜头通过光纤连接至多个光纤接入口之一；光电转换器件移动装置上安装有光电转换器件，电机转动使光电转换器件移动来扫描光纤接入口，光纤转换器件输出端与检测仪表电性连接；光纤接入口处或光电转换器件前端安装有红外透射滤波器。该扫描式测温仪的测温通道数不受电子器件引脚数目限制，能够同时提供多路测温通道。
Description
技术领域
本发明属于焦炉测温技术领域，具体涉及一种多点扫描工作的光纤红外测温仪和利用该测温仪所构建的测温系统。
背景技术
红外测温技术是基于普朗克黑体辐射定律：物体只要温度高于绝对零度，因其内部热运动都会向外辐射包括红外线的电磁波，其辐射能量与物体表面温度有关，因此通过检测物体表面辐射能量即可检测物体表面温度，实际应用中通常采用检测红外波段辐射能量来检测目标温度。
光纤红外测温仪表主要由光学镜头，传输光纤，检测仪表三部分组成，通过镜头瞄准被检测目标，在一定距离范围内将目标物体辐射光聚焦到一个较小光斑并对准光纤头，因此光纤获得一定红外光能量，由光纤传输到检测仪表，检测仪表前端安装有红外透射滤波器，滤波器只允许红外能量透射，其它光谱被滤除，再用硅光电池等光电转换器件将红外光能量转换成电流信号。电流信号由检测仪表经过信号调理、数据采集、数据处理后即可获得目标温度值。
传统的光纤红外测温仪表结构如图1，光纤镜头1获取目标A红外能量信息，经光纤2传输给检测仪表3，检测仪表3的前端安装有红外透射滤波器4和硅光电池5，检测仪表处理硅光电池转换后的电信号，连续检测目标温度。限于检测仪表接入口数量的限制，一台光纤红外测温仪表最多接1-2路光信号。通常一座焦炉测温点40-120个点，如果采用单通道测温仪表就需要40-120个仪表，使得整个焦炉炉顶测温系统成本较高。中国专利ZL201520573291.3公开了一种多路在线式红外测温仪，其采用多路信号传输通道，并行地进行光电转换、放大等处理，要求处理芯片具有一定的并发处理能力，且信号通道数量受限于处理芯片的引脚数。中国专利201620186635.X公开了一种多通道焦炉测温装置，其通道数同样受限于处理芯片或接口电路的引脚数。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种测温通道数不受电子器件引脚数目限制的光纤红外测温仪，能够同时提供多路测温通道。
技术方案：本发明一方面提供了一种扫描式光纤红外测温仪，包括检测仪表、扫描平台、多路光纤镜头；
所述扫描平台包括光纤接入支架和光电转换器件移动装置；所述光电转换器件移动装置安装于所述光纤接入支架的上方；
所述光纤接入支架上设置有多个光纤接入口，每路光纤镜头通过光纤连接至所述多个光纤接入口之一；所述光电转换器件移动装置上安装有光电转换器件，电机转动使光电转换器件移动来扫描光纤接入口，光纤转换器件输出端与检测仪表电性连接；
所述光纤接入口处或光电转换器件前端安装有红外透射滤波器。
作为一种优化，所述光纤接入口在光纤接入支架上排成直线，光电转换器件做直线运动；具体地，所述光纤转换器件移动装置包括高精度丝杆和套装在所述高精度丝杆上的滑块，所述滑块底部安装有光电转换器件，所述电机带动高精度丝杆转动使所述滑块沿丝杆轴向做直线运动。
作为另一种优化，所述光纤接入口在光纤接入支架上排成圆形，光电转换器件做圆周运动；具体地，所述光纤转换器件移动装置包括圆形轨道和安装于所述轨道上的滑块，所述滑块底部安装有光电转换器件，所述电机带动所述滑块沿所述圆形轨道做圆周运动。
本发明中，所述光电转换器件为硅光电池。
另一方面，本发明提供了一种测温系统，包括控制中心、扫描式光纤红外测温仪，所述扫描式光纤红外测温仪的检测仪表将每路光纤镜头测得的温度值通过通信链路发送至所述控制中心。
所述扫描式光纤红外测温仪的检测仪表与所述控制中心之间采用无线信号进行远程通信。
有益效果：与现有技术相比，本发明公开的扫描式光纤红外测温仪所提供的测温通道数不受电子器件引脚数的限制，能够在焦炉测温点不需要连续测温的情况下使用较少测温仪表满足焦炉多测温点的需求。
附图说明
图1为传统的光纤红外测温仪表结构图；
图2为实施例1中的扫描式光纤红外测温仪结构图；
图3为实施例3中的测温系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
如图2所示，扫描式光纤红外测温仪，包括检测仪表3、扫描平台、多路光纤镜头1；其中扫描平台包括光纤接入支架6和光电转换器件移动装置7，光电转换器件移动装置安装于所述光纤接入支架的上方；光纤接入支架6上设置有多个光纤接入口8，每路光纤镜头通过光纤2连接至所述多个光纤接入口之一；光电转换器件移动装置7上安装有光电转换器件，电机9在电机驱动10的控制下转动，使光电转换器件移动来依次扫描光纤接入口，光纤转换器件输出端与检测仪表电性连接。光纤接入口8处安装有红外透射滤波器4。
光纤镜头用于获取焦炉测温点的红外光能量，经光纤传输至光纤接入口8处，其后通过红外透射滤波器4获取红外光波，获取的红外光波经光电转换器件转换电信号，电信号发送至检测仪表中，经过信号调理、数据采集、数据处理后即可获得光纤镜头所瞄准的测温点温度值。
本实施例中，光纤接入支架为条状，光纤接入口在光纤接入支架上排成直线，光电转换器件在电机的带动下做直线往复运动，依次扫描光纤接入口。当扫描完最后一个光纤接入口后，迅速移至第一个光纤接入口处重新开始扫描。在光电转换器件移动装置做一次往复运动的时间定长的情况下，不间断地获取各个通道的红外光信号，对焦炉各测温点实现等时间间隔测温。
红外透射滤波器4也可以不安装在光纤接入口处，而是安装在光电转换器件前端，这样只需一个红外透射滤波器即可。
本实施例中，光纤转换器件移动装置7包括高精度丝杆11和套装在高精度丝杆上的滑块12，光电转换器件安装在滑块12底部，电机9带动高精度丝杆11转动使滑块12沿丝杆11轴向做直线往复运动。本实施例中，光电转换器件采用硅光电池。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，光纤接入支架为圆环形，光纤接入口在光纤接入支架上排成圆形，光纤转换器件移动装置包括圆形轨道和安装于圆形轨道上的滑块，滑块和光电转换器件做匀速圆周运动。本实施例中，滑块不需要做往复运动，光电转换器件扫描完最后一个光纤接口后，接着扫描第一个光纤接口，无需做不扫描任何光纤接口的返回运动，可以缩短测温间隔时长。
实施例3：
本实施例中构建了一个利用上述实施例中公开的扫描式光纤红外测温仪所组成的测温系统，如图3所示，包括控制中心和若干个扫描式光纤红外测温仪，其中，扫描式光纤红外测温仪采用实施例1或实施例2中公开的实现方式。扫描式光纤红外测温仪的检测仪表将每路光纤镜头测得的温度值通过通信链路发送至控制中心。所述通信链路可以采用有线或无线方式进行远程通信；也可以通过在链路中间设置服务器作为中间转发节点，中转链路同样可以分别采用有线或无线方式。有多种远距离、低功耗的无线通信方式，如ZigBee、Lora等。
控制中心可以对多个焦炉的多个测温点数据进行监控、对比、告警、存储等操作，便于技术人员的统一管理。
Claims (8)
1.扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，包括检测仪表、扫描平台、多路光纤镜头；
所述扫描平台包括光纤接入支架和光电转换器件移动装置；所述光电转换器件移动装置安装于所述光纤接入支架的上方；
所述光纤接入支架上设置有多个光纤接入口，每路光纤镜头通过光纤连接至所述多个光纤接入口之一；所述光电转换器件移动装置上安装有光电转换器件，电机转动使光电转换器件移动来扫描光纤接入口，光纤转换器件输出端与检测仪表电性连接；
所述光纤接入口处或光电转换器件前端安装有红外透射滤波器。
2.根据权利要求1所述的扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，所述光纤接入口在光纤接入支架上排成直线，光电转换器件做直线运动。
3.根据权利要求1所述的扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，所述光纤接入口在光纤接入支架上排成圆形，光电转换器件做圆周运动。
4.根据权利要求2所述的扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，所述光纤转换器件移动装置包括高精度丝杆和套装在所述高精度丝杆上的滑块，所述滑块底部安装有光电转换器件，所述电机带动高精度丝杆转动使所述滑块沿丝杆轴向做直线运动。
5.根据权利要求3所述的扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，所述光纤转换器件移动装置包括圆形轨道和安装于所述轨道上的滑块，所述滑块底部安装有光电转换器件，所述电机带动所述滑块沿所述圆形轨道做圆周运动。
6.根据权利要求1-5所述的任一项扫描式光纤红外测温仪，其特征在于，所述光电转换器件为硅光电池。
7.一种测温系统，其特征在于，包括控制中心、权利要求1-6中任一项所述的扫描式光纤红外测温仪，所述扫描式光纤红外测温仪的检测仪表将每路光纤镜头测得的温度值通过通信链路发送至所述控制中心。
8.根据权利要求7所述的测温系统，其特征在于，所述扫描式光纤红外测温仪的检测仪表与所述控制中心之间采用无线信号进行远程通信。
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